멀티바이브레이터

멀티바이브레이터(multivibrator)는 두 증폭 소자(트랜지스터나 게이트, 연산 증폭기)를 서로 양되먹임으로 엮어 출력이 High·Low 두 상태 사이를 급히 오가게 만든 펄스 회로로, 안정 상태의 수에 따라 비안정·단안정·쌍안정으로 나뉜다.

개요

한쪽 트랜지스터가 켜지면 다른 쪽이 꺼지도록 서로의 컬렉터와 베이스를 엮는다. 두 소자는 증폭기라기보다 스위치로 동작하고, 출력은 구형파나 펄스다. 둘을 잇는 결합 소자가 커패시터인지 저항인지에 따라 상태가 스스로 바뀌는지가 정해진다.

종류	안정 상태	결합 소자	동작	쓰임
비안정(astable)	0 개	커패시터 두 개	외부 입력 없이 두 상태를 스스로 오간다	구형파 발진기, 클록 발생, 점멸기
단안정(monostable, 원숏)	1 개	커패시터 하나 + 저항 하나	트리거가 오면 정해진 시간(RC 로 정함) 동안 다른 상태에 머물다 돌아온다	일정 폭의 펄스 발생, 타이머, 지연, 채터링 제거
쌍안정(bistable)	2 개	저항 두 개	트리거가 올 때마다 두 안정 상태를 바꾸고, 그대로 기억한다	플립플롭, 분주, 기억 소자

대칭 비안정 멀티바이브레이터의 주기는 T ≈ 0.693(R₁C₁ + R₂C₂), 같은 값이면 약 1.386RC 다
555 타이머 IC 하나로 비안정·단안정 회로를 만들 수 있다
연산 증폭기에 양되먹임을 건 슈미트 트리거도 두 개의 안정한 출력 상태를 가진 쌍안정 회로다. 여기에 RC 충방전을 더하면 비안정 멀티바이브레이터(구형파 발진기)가 된다

이완 발진기

이완 발진기(relaxation oscillator)는 커패시터를 천천히 충전하다가 전압이 문턱에 닿으면 소자가 급히 상태를 바꿔 방전시키는 일을 되풀이해, 구형파·톱니파·펄스 같은 비정현파를 내는 발진기다. 비안정 멀티바이브레이터, 단접합 트랜지스터(UJT) 발진기, 슈미트 트리거 + RC 발진기, 블로킹 발진기가 여기에 든다. 주파수는 RC 시정수와 문턱 전압으로 정해진다 → RC 회로

선형 발진기와의 구분

구분	선형(정현파) 발진기	이완 발진기(멀티바이브레이터)
증폭 소자	선형 영역에서 증폭	포화·차단 사이를 오가는 스위칭
주파수를 정하는 것	되먹임 경로의 주파수 선택 회로망(RC 위상 천이·빈 브리지·LC 탱크·수정)과 공진	커패시터 충방전 시간(RC)과 문턱 전압
발진 조건	바크하우젠 조건: 루프 이득 크기 1, 위상 0°(360°)	문턱에서 상태가 뒤집힐 만큼 강한 양되먹임
출력	정현파	구형파·톱니파·펄스
예	RC 위상 천이, 빈 브리지, 콜피츠, 하틀리, 클랩, 수정 발진기	비안정 멀티바이브레이터, UJT, 555 타이머

"선형 발진기는 멀티바이브레이터로 실현된 스위칭 메커니즘을 이용한다" 는 틀린 설명이다. 스위칭으로 파형을 만드는 것은 이완 발진기이고, 선형 발진기는 증폭기(연산 증폭기 등)의 되먹임 경로에 주파수 선택 회로망을 넣어 공진 주파수의 사인파를 만든다 → 발진기

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